علماء يبتكرون شريحة حاسوبية جديدة تعالج مشاكل الذكاء الاصطناعي

ابتكر العلماء شريحة حاسوبية جديدة مستوحاة من الدماغ البشري قد تُعالج بعضًا من أكبر مشاكل الذكاء الاصطناعي، ويعتمد هذا النظام، المبني على "مقاوم ذاكرة" يُحاكي طريقة اتصال الخلايا العصبية في الدماغ، على تقليل استهلاك الطاقة بشكل كبير، بالإضافة إلى مساعدته على التعلم بنفس طريقة تعلمنا.

ويعتمد هذا الجهاز النانو إلكتروني على نوع مُطوَّر حديثًا من أكسيد الهافنيوم، قادر على العمل كمكون مستقر ومنخفض الطاقة، مُحاكيًا بذلك الدماغ البشري.

وتستخدم أنظمة الذكاء الاصطناعي الحالية أعدادًا هائلة من شرائح الحاسوب التقليدية، حيث تضطر هذه الأنظمة إلى نقل البيانات ذهابًا وإيابًا بين وحدات الذاكرة والمعالجة، مما لا يؤدي فقط إلى استهلاك كميات هائلة من الطاقة، بل يُحدّ أيضًا من كفاءتها.

ويعتقد الباحثون أن الأنظمة الجديدة المُستوحاة من شكل الدماغ البشري قد تُتيح لهم تقليل استهلاك الطاقة بشكل كبير، بنسبة تصل إلى 70%، تُحقق هذه التقنية ذلك من خلال تخزين المعلومات ومعالجتها في مكان واحد، باستخدام طاقة منخفضة للغاية، فضلًا عن كونها قابلة للتكيف كما هو الحال في أدمغتنا.

تحديات الذكاء الاصطناعي

يُعد استهلاك الطاقة أحد التحديات الرئيسية في أجهزة الذكاء الاصطناعي الحالية، وللتغلب على هذا التحدي، نحتاج إلى أجهزة ذات تيارات منخفضة للغاية، واستقرار ممتاز، وتجانس فائق عبر دورات التبديل والأجهزة، والقدرة على التبديل بين حالات متعددة ومختلفة.

وحتى الآن، اعتمدت الجهود المبذولة لتطوير هذه الرقائق المستوحاة من الإنسان على خيوط موصلة دقيقة داخل أكسيد معدني، إلا أن هذه الخيوط غير قابلة للتنبؤ، وتتطلب كميات كبيرة من الكهرباء، مما يجعل من الصعب جعلها عملية.

ويستخدم النظام الجديد، الذي طُوّر في كامبريدج، نوعًا جديدًا من المواد لصنع غشاء قادر على تبديل الحالات بطرق مختلفة. وقد تمكن الباحثون من صنع بوابات إلكترونية دقيقة داخل الأكسيد، مما يسمح للجهاز بتغيير مقاومته بسلاسة بدلًا من الطريقة الحالية الأكثر حدة واستهلاكًا للطاقة.

وأظهرت الاختبارات أن النظام قادر على تحمل عشرات الآلاف من هذه التبديلات يوميًا، مع الاحتفاظ بحالته المبرمجة، كما بدا أنه يتكيف بنفس طريقة الأنظمة البيولوجية.

ولا يزال النظام يعاني من بعض المشاكل، مثل الحاجة إلى كميات هائلة من الحرارة في تصنيعه، لكن الباحثين يأملون في خفض درجة الحرارة ووضع هذه الأجهزة على شريحة إلكترونية.